本发明涉及催化剂制备技术领域,特别是涉及一种贵金属催化剂及其制备方法。
背景技术:
纳米贵金属催化剂因其巨大的比表面积在催化反应中表现出独特的性能,其制备与应用已被广泛报道。
纳米贵金属催化剂的制备通常是在高分子稳定剂,如聚乙烯基吡咯烷酮(pvp)、聚乙二醇(peg)、聚-n-异丙基丙烯酰胺等存在下,使用醇类、nabh4等还原剂,在溶液中还原贵金属盐类得到分散在溶剂中的贵金属纳米粒子。为了得到稳定的纳米金属粒子,往往还需辅助加入长链胺或者水溶性膦。例如,中国专利cn1058919公开了一种纳米金属粒子的制备方法,将贵金属络合物或者金属盐的水溶液与稳定剂十二烷基苯磺酸钠水溶液混合,加入三苯基磷单磺酸钠或三苯基磷三磺酸钠稳定剂,另外还需要低温和高压氢气处理才能获得粒径均匀分布的纳米金属粒子。中国专利cn101045206公开了一种用于费托合成的纳米金属催化剂,该催化剂使用pvp或者[bvimpvp]cl(一种共聚高分子,参见j.am.chem.soc.2005,127,9694-9695)作为保护剂,液体介质为水、乙醇、环己烷等,用氢气还原制备得到粒径为1~10纳米的ru金属纳米粒子催化剂,该催化剂具有良好的低温加氢反应活性,在100~200℃就可以催化费托合成。
除了高分子稳定剂保护纳米金属粒子外,非保护型纳米金属粒子的制备也有报道。例如,中国专利cn1108858公开了一种不用任何高分子保护剂的过渡金属及合金胶体的制备方法,可以方便地制备得到乙二醇等溶剂中稳定的纳米级金属粒子,平均粒径为0.5~30纳米,粒径分布通常小于5纳米。这种无高分子稳定剂保护的纳米粒子在高温、压力、介质等反应条件下容易聚集,一般需要通过负载到氧化物等载体上实现其应用。
综上可见,现有纳米贵金属催化剂组成及制备过程复杂,一般需要高分子稳定剂、辅助稳定剂以及还原剂,制备得到的纳米金属离子的分离与应用也不易实现。
技术实现要素:
基于此,有必要针对现有技术中存在的缺陷,提供一种制备工艺简单的贵金属催化剂。
为实现上述目的,本发明采用下述技术方案:
一种贵金属催化剂的制备方法,包括下述方法:
将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合,得到混合溶液;
将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液,再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层;
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液,并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理,得到贵金属纳米颗粒。
在一些较佳的实施例中,在将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液混合,得到混合溶液的步骤中,所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。
在一些较佳的实施例中,在将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液混合,得到混合溶液的步骤中,所述贵金属的酸性水溶液与二十二烷基三甲基溴化铵的体积质量比为60~85ml:0.48~0.52g。
在一些较佳的实施例中,在将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液,再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层的步骤中,所述氢硼化钠水溶液的滴入速度为每2秒1滴。
在一些较佳的实施例中,所述纳米贵金属颗粒包括纳米黄金颗粒、纳米铂金颗粒、纳米钯金颗粒、纳米铑金颗粒、纳米铱金颗粒、纳米钌金颗粒或纳米银颗粒中的至少一种以及由上述两种及两种以上纳米贵金属颗粒复合形成的复合纳米贵金属颗粒。
在一些较佳的实施例中,所述纳米贵金属颗粒的粒径小于100纳米。
在一些较佳的实施例中,所述纳米贵金属颗粒的粒径小于10纳米。
另外,本发明还提供了一种贵金属催化剂,由上述所述的贵金属催化剂制备方法制备。
本发明采用上述技术方案,其有益效果在于:
本发明提供的贵金属催化剂的制备方法,包括将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合,得到混合溶液,将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液,再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层,萃取上层的的贵金属颗粒的水溶液,并将所述贵金属纳米颗粒的水溶液烘干处理,得到贵金属纳米颗粒,从而得到贵金属催化剂,上述贵金属催化剂的制备方法制备工艺简单,制备得到的贵金属催化剂易于分离,成本较低,特别适合于工业化生产。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
本发明提供的贵金属催化剂包括贝壳粉涂料及纳米贵金属颗粒,由于贵金属具有很强的催化活性,但因贵金属成本高,催化有害气体的温度很难掌握,材料复合不稳定,因此迟迟无法推广应用。
本发明提供的贵金属催化剂的制备方法,其制备方法简单,制备得到的贵金属催化剂易于分离,成本较低,特别适合于工业化生产。下面对本发明采用的技术方案进行详细的说明。
本发明提供的贵金属催化剂的制备方法,包括下述方法:
步骤s110:将贵金属的酸性水溶液与溶有二十二烷基三甲基溴化铵溶液的去离子水溶液搅拌混合,得到混合溶液。
在一些较佳的实施例中,所述贵金属的酸性水溶液为金氯酸水溶液。可以理解,在实际中还可以采用其他的贵金属的酸性水溶液
在一些较佳的实施例中,所述贵金属的酸性水溶液与二十二烷基三甲基溴化铵的体积质量比为60~85ml:0.48~0.52g。
步骤s120:将所述混合液滴入氢硼化钠水溶液,再进行搅拌后静置待混合溶液与去离子水分层。
在一些较佳的实施例中,所述氢硼化钠水溶液的滴入速度为每2秒1滴。
步骤s120:萃取上层的的贵金属颗粒的水溶液,并将所述贵金属纳米颗粒的水溶液烘干处理,得到贵金属纳米颗粒。
可以理解,所述纳米贵金属颗粒并不限于上述纳米贵金属颗粒,还可以为其他的纳米贵金属颗粒。
进一步地,所述纳米贵金属颗粒的粒径小于10纳米。
可以理解,所述纳米贵金属颗粒的粒径越小,其活性越强,催化能力也越强。
以下结合具体实施例对本发明上述技术方案进行详细说明。
实施例一
将60ml的金氯酸(haucl4)水溶液与溶有0.48克十六烷基三甲基溴化铵(c16tab)的50ml去离子水溶液,置于搅拌器上定速搅拌180分钟,得到混合溶液。
在上述混合溶液中,以每2秒1滴的速度将2.8ml氢硼化钠(nabh4,0.02克)水溶液缓缓滴入,完成后置于搅拌器上搅拌24小时,停止搅拌后静置于阴凉处,静置待混合溶液与去离子水分层。
萃取上层的纳米贵金属颗粒的水溶液,并将所述纳米贵金属颗粒的水溶液烘干处理,即获得含有金纳米颗粒,黄金纳米颗粒直径平均在10nm以下。
实施例二
将80ml的金氯酸(haucl4)水溶液与溶有0.52克十六烷基三甲基溴化铵(c16tab)的50ml去离子水溶液,置于搅拌器上定速搅拌200分钟,得到混合溶液。
在上述混合溶液以每2秒1滴的速度将3.0ml氢硼化钠(nabh4,0.02克)水溶液缓缓滴入,完成后置于搅拌器上搅拌24小时,停止搅拌后静置于阴凉处,,静置待混合溶液与去离子水分层。
实施例三
将90ml的金氯酸(haucl4)水溶液与溶有0.58克十六烷基三甲基溴化铵(c16tab)的60ml去离子水溶液,置于搅拌器上定速搅拌200分钟,得到混合溶液。
在上述混合溶液中,以每2秒1滴的速度将3.0ml氢硼化钠(nabh4,0.02克)水溶液缓缓滴入,完成后置于搅拌器上搅拌24小时,停止搅拌后静置于阴凉处,,静置待混合溶液与去离子水分层。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。